TY - JOUR A1 - Sittner, Jonathan A1 - Götze, Jens A1 - Müller, Axel A1 - Renno, Axel D. A1 - Ziegenrücker, René A1 - Pan, Yuanming T1 - Trace element analysis and luminescence behavior of quartz in pegmatites of the Tørdal Region, Norway N2 - This publication presents a study on the mineral chemistry and luminescence properties of quartz samples from pegmatites of the Tørdal region in Norway. A total of 12 samples were analyzed using Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS), Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy (EPR), and Cathodoluminescence (CL) to gain insights into their trace element concentration and distribution as well as their luminescence behavior. The samples are characterized by different Cl emissions at 450 nm, 500 nm 650 nm and an additional shoulder at 390 nm, which is only partially visible due to the absorption of the glass optics. Of these luminescence bands, the 500 nm band is the most dominant in most samples and it is characterized by an initial blue-green luminescence, which is not stable under electron irradiation. Moreover, it is characterized by a heterogeneous distribution within the samples. This luminescence can be mostly assigned to [AlO4/M+]0 defects, with charge compensation mostly achieved by Li+. Analyses by EPR spectroscopy prove the dominance of structurally bound Al, Li, and Ti ions in the investigated samples. Further analyses using SIMS mapping demonstrate that Na and K are mainly bound to micro fractures or inclusions, suggesting a limited role in the compensation of the luminescence centers. Additionally, the SIMS mappings show that some samples contain Al-rich clusters of 10 to 20 µm in diameter, whereas other trace elements are characterized by a homogeneous distribution. These clusters correspond to bright luminescence areas in size and shape and could potentially indicate H+ compensated [AlO4/M+]0 defects. KW - Quartz KW - Trace elements KW - SIMS KW - Cathodoluminescence KW - EPR KW - Tørdal KW - Pegmatite PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-612529 DO - https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2024.122427 VL - 670 SP - 1 EP - 15 PB - Elsevier BV AN - OPUS4-61252 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Müller, Axel A1 - Goedecke, Caroline A1 - Eisentraut, Paul A1 - Piechotta, Christian A1 - Braun, Ulrike T1 - Microplastic analysis using chemical extraction followed by LC‑UV analysis: a straightforward approach to determine PET content in environmental samples N2 - Background: The ubiquitous occurrence of microplastic particles in marine and aquatic ecosystems was intensively investigated in the past decade. However, we know less about the presence, fate, and input paths of microplastic in terrestrial ecosystems. A possible entry path for microplastic into terrestrial ecosystems is the agricultural application of sewage sludge and solid bio-waste as fertilizers. Microplastic contained in sewage sludge also includes Polyethylene terephthalate (PET), which could originate as fiber from textile products or as a fragment from packaging products (foils, bottles, etc.). Information about microplastic content in such environmental samples is limited yet, as most of the used analytical methods are very time-consuming, regarding sample preparation and detection, require sophisticated analytical tools and eventually need high user knowledge. Results: Here, we present a simple, specific tool for the analysis of PET microplastic particles based on alkaline extraction of PET from the environmental matrix and subsequent determination of the monomers, terephthalic acid, using liquid chromatography with UV detection (LC-UV). The applicability of the method is shown for different types of PET in several soil-related, terrestrial environmental samples, e.g., soil, sediment, compost, fermentation residues, but also sewage sludge, suspended particles from urban water management systems, and indoor dust. Recoveries for model samples are between 94.5 and 107.1%. Limit of determination and limit of quantification are absolute masses of 0.031 and 0.121 mg PET, respectively. In order to verify the measured mass contents of the environmental samples, a method comparison with thermal extraction-desorption-gas chromatography–mass spectrometry (TED-GC/MS) was conducted. Both methods deliver similar results and corroborated each other. PET mass contents in environmental samples range from values below LOQ in agriculture soil up to 57,000 mg kg−1 in dust samples. Conclusions: We demonstrate the potential of an integral method based on chemical extraction for the Determination of PET mass contents in solid environmental samples. The method was successfully applied to various matrices and may serve as an analytical tool for further investigations of PET-based microplastic in terrestrial ecosystems. KW - Soil KW - Analysis KW - Microplastic KW - PET KW - LC-UV PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-509060 DO - https://doi.org/10.1186/s12302-020-00358-x IS - 32 SP - 85 PB - Springer Open CY - Berlin AN - OPUS4-50906 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Hentschel, Manfred P. A1 - Müller, Bernd R. A1 - Lange, Axel A1 - Harbich, Karl-Wolfram A1 - Schors, Jörg A1 - Wald, Oliver T1 - New Developments in X-ray-Topography of Advanced Non-Metallic Materials T2 - 15th World Conference on Non-Destructive Testing (WCNDT) CY - Roma, Italy DA - 2000-10-15 PY - 2000 UR - http://www.ndt.net/article/wcndt00/papers/idn258/idn258.htm SN - 1435-4934 VL - 5 IS - 11 PB - NDT.net CY - Kirchwald AN - OPUS4-928 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Müller, Bernd R. A1 - Hentschel, Manfred P. A1 - Harbich, Karl-Wolfram A1 - Lange, Axel A1 - Schors, Jörg T1 - X-Ray Refraction Topography for Non-Destructive Evaluation of Advanced Materials KW - X-Ray Refraction KW - Fibre Debonding KW - Topography KW - Crack Density KW - Pore Size KW - SAXS PY - 2001 SP - 1 EP - 7 PB - Society of Manufacturing Engineers CY - Dearborn, Mich. AN - OPUS4-1097 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Müller, Bernd R. A1 - Lange, Axel A1 - Harwardt, Michael A1 - Hentschel, Manfred P. A1 - Illerhaus, Bernhard A1 - Goebbels, Jürgen T1 - Synchrotron Refraction CT and Synchrotron Bragg Magnification CT for NDE N2 - X-ray refraction topography techniques are based on ultra-small angle scattering by micro-structural elements causing phase-related effects such as refraction and total reflection at a few minutes of arc as the refractive index of X-rays is nearly unity. The refraction contrast is several times higher than “true absorption” and results in images of cracks, pores and fibre debonding separations below the spatial resolution of the detector. In most cases the investigated inner surface and interface structures correlate to mechanical properties. For the exploration of micro structured materials the refraction technique has been improved by a 3D Synchrotron Refraction Computed Tomography test station. The specimen is placed in an X-ray beam between two single crystals, which suppresses all sample scattering. In addition, an asymmetric cut second crystal can magnify the image up to 50 times revealing nano meter resolution. The technique is an alternative to other attempts on raising the spatial resolution of CT machines. KW - X-ray refraction KW - Diffraction Enhanced Imaging (DEI) KW - Bragg magnification KW - Synchrotron radiation KW - Computed Tomography (CT) KW - Metal Matrix Composites (MMC) KW - Lightweight materials KW - Aerospace PY - 2008 DO - https://doi.org/10.1784/insi.2008.50.6.316 SN - 0007-1137 VL - 50 IS - 6 SP - 316 EP - 319 PB - British Institute of Non-Destructive Testing CY - Northampton AN - OPUS4-18001 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Müller, Bernd R. A1 - Lange, Axel A1 - Harwardt, Michael A1 - Hentschel, Manfred P. T1 - Synchrotron-based micro-CT and refraction-enhanced micro-CT for non-destructive materials characterisation N2 - X-ray computed tomography is an important tool for non-destructively evaluating the 3-D microstructure of modern materials. To resolve material structures in the micrometer range and below, high brilliance synchrotron radiation has to be used. The Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM) has built up an imaging setup for micro-tomography and -radiography (BAMline) at the Berliner storage ring for synchrotron radiation (BESSY). In computed tomography, the contrast at interfaces within heterogeneous materials can be strongly amplified by effects related to X-ray refraction. Such effects are especially useful for materials of low absorption or mixed phases showing similar X-ray absorption properties that produce low contrast. The technique is based on ultra-small-angle scattering by microstructural elements causing phase-related effects, such as refraction and total reflection. The extraordinary contrast of inner surfaces is far beyond absorption effects. Crack orientation and fibre/matrix debonding in plastics, polymers, ceramics and metal-matrix-composites after cyclic loading and hydro-thermal aging can be visualized. In most cases, the investigated inner surface and interface structures correlate to mechanical properties. The technique is an alternative to other attempts on raising the spatial resolution of CT machines. KW - Refraction KW - Computed tomography KW - NDE KW - Ti-MMC KW - Lightweight materials KW - Metal matrix composites KW - Synchrotron radiation KW - X-ray refraction PY - 2009 DO - https://doi.org/10.1002/adem.200800346 SN - 1438-1656 VL - 11 IS - 6 SP - 435 EP - 440 PB - Wiley-VCH Verl. CY - Weinheim AN - OPUS4-20564 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Müller, Bernd R. A1 - Lange, Axel A1 - Harwardt, Michael A1 - Hentschel, Manfred P. T1 - Characterization of metal matrix composites by synchrotron refraction computed topography KW - Metal matrix composites KW - Refraction KW - Synchrotron radiation KW - Computed tomography KW - Analyzer based imaging KW - Diffraction enhanced imaging PY - 2010 DO - https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.638-642.967 SN - 0255-5476 VL - 638-642 SP - 967 EP - 972 PB - Trans Tech Publications CY - Aedermannsdorf, Switzerland AN - OPUS4-20563 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Issever, A.S. A1 - Diederichs, G. A1 - Majumdar, S. A1 - Rogalla, P. A1 - Hamm, B.K. A1 - Lange, Axel A1 - Harwardt, Michael A1 - Hentschel, Manfred P. A1 - Müller, Bernd R. T1 - Analyser-based tomography images of cartilage N2 - Analyser-based imaging expands the performance of X-ray imaging by utilizing not only the absorption properties of X-rays but also the refraction and scatter rejection (extinction) properties. In this study, analyser-based computed tomography has been implemented on imaging an articular cartilage sample, depicting substructural variations, without overlay, at a pixel resolution of 3.6 µm. KW - Cartilage KW - Analyser-based imaging KW - Computed tomography PY - 2008 DO - https://doi.org/10.1107/S0909049508014829 SN - 0909-0495 SN - 1600-5775 VL - 15 IS - Part 5 SP - 525 EP - 527 PB - Blackwell Publishing CY - Oxford AN - OPUS4-17852 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Müller, Bernd R. A1 - Lange, Axel A1 - Harwardt, Michael A1 - Hentschel, Manfred P. A1 - Illerhaus, Bernhard A1 - Goebbels, Jürgen A1 - Bamberg, J. A1 - Heutling, F. T1 - Refraction computed tomography - Application to metal matrix composites N2 - Erstmals wurden MMCs mit Hilfe der Interface-Kontrast verstärkenden Röntgen-Refraktions-Technik in Kombination mit der 3D-CT-Technik untersucht. Die Methode der Röntgen-Refraktions-Topography sowie der Röntgen-Refraktions-Tomography wurden in den letzten Jahren speziell für die zerstörungsfreie Charakterisierung von Leichtbau-Hochleistungs-Werkstoffen wie Verbund-Werkstoffen und Keramiken entwickelt. Die Technik basiert auf der Refraktion von Röntgenlicht an Grenzflächen zwischen Bereichen unterschiedlicher Elektronendichte wie z.B. Faser- und Matrix-Werkstoff. Auf Grund der kurzen Röntgen-Wellenlänge hat der Brechungsindex einen Wert dicht bei eins, sodass der Streuwinkel nur wenige Bogenminuten beträgt. Der Vorteil der kurzen Wellenlänge besteht jedoch darin, dass Poren und Risse detektiert werden können, deren Größe im Nanometerbereich liegen. Damit kann die Refraktions-Technik zum besseren Verständnis von Mikro- und Submikro-Strukturen in der Materialwissenschaft eingesetzt werden. Mit der hier vorgestellten Refraktions-CT wurden Ermüdungsmechanismen an MMCs, bestehend aus SiC-Faser verstärktem Titan (Ti6242) untersucht. Die Messungen wurden am Röntgen-Messplatz der BAM (BAMline) am Synchrotron-Speicherring-BESSY in Berlin Adlershof durchgeführt. KW - X-ray refraction KW - Computed tomography PY - 2004 DO - https://doi.org/10.3139/120.100592 SN - 0025-5300 VL - 46 IS - 6 SP - 314 EP - 319 PB - Carl Hanser Verlag CY - München AN - OPUS4-5870 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Müller, Bernd R. A1 - Hentschel, Manfred P. A1 - Harbich, Karl-Wolfram A1 - Lange, Axel A1 - Schors, Jörg T1 - X-ray refraction topography for non-destructive evaluation of advanced materials T2 - 15th World Conference on Non-Destructive Testing (WCNDT) CY - Roma, Italy DA - 2000-10-15 KW - X-ray refraction PY - 2000 UR - http://www.ndt.net/article/wcndt00/papers/idn257/idn257.htm SN - 1435-4934 VL - 5 IS - 11 SP - 1 EP - 7(?) PB - NDT.net CY - Kirchwald AN - OPUS4-871 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kupsch, Andreas A1 - Hentschel, Manfred P. A1 - Lange, Axel A1 - Müller, Bernd R. T1 - Einfaches Korrigieren des Hinterleuchtens von Röntgendetektoren N2 - Hinterleuchten stellt eine oft unerkannte Fehlweisung in der radiographischen Abbildung mit Flächendetektoren dar, die durch diffuse Umverteilung der Intensität verursacht wird. Dieser Effekt kann die korrekte Transmissions-Intensität eines Probekörpers gemäß dem Lambert-Beer'schen Gesetz erheblich verfälschen. Hinterleuchten wird sowohl mit Bremsstrahlung von Röntgenröhren als auch mit monochromatischer Synchrotronstrahlung beobachtet. Die fehlerhaft reduzierten Schwächungskoeffizienten von einigen 10 % korrelieren mit der Strahlschwächung und dem direkt bestrahlten Detektorbereich. Für eine einfache numerische Korrektur des Hinterleuchtens werden lediglich integrale Intensitätswerte benötigt. KW - Hinterleuchten KW - Röntgendetektor KW - Fluoreszenzschirm KW - Radiographie PY - 2013 DO - https://doi.org/10.3139/120.110478 SN - 0025-5300 VL - 55 IS - 7-8 SP - 1 EP - 5 PB - Hanser CY - München AN - OPUS4-28692 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kupsch, Andreas A1 - Lange, Axel A1 - Hentschel, Manfred P. A1 - Müller, Bernd R. T1 - Improved computed tomography by variable desmearing - Model reconstructions by iterative DIRECTT algorithm N2 - Die mitunter erhebliche Verschmierung von computertomograpischen Projektionen durch ausgedehnte Strahlenquellen wird durch eine neuartige Entschmierungsprozedur erheblich reduziert, um eine verbesserte Ortsauflösung der Rekonstruktion zu erreichen. Da die Breite der Verschmierungsfunktion der detektornahen und -fernen Objektelemente sich erheblich unterscheiden kann, muss die Entschmierung variabel sein. Im Gegensatz zu einer für alle Voxel-Positionen identischen Entfaltung, also einer grundsätzlich falschen Voraussetzung, wurde eine implizite Entschmierung entwickelt. Die vorab bekannte positionsabhängige Verschmierung wird auf die iterativ wiederholten Projektionen der Teilrekonstruktionen des DIRECTT-Algorithmus angewandt. Die variabel entschmierten Rekonstruktionen aus den Sinogrammen eines Pixelmodells mit Verschmierungen von 1 bis 5 Pixel erreichen eine Ortsauflösung von nahezu einem Pixel. KW - Computertomographie KW - Neutronen-Tomographie KW - Tomographische Rekonstruktionsalgorithmen PY - 2010 SN - 0025-5300 VL - 52 IS - 6 SP - 394 EP - 400 PB - Hanser CY - München AN - OPUS4-21464 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Hentschel, Manfred P. A1 - Lange, Axel A1 - Kupsch, Andreas A1 - Müller, Bernd R. T1 - Rekonstruktion unvollständiger computertomografischer Modelldatensätze mit Directt-Algorithmus N2 - Modellrechnungen zur Rekonstruktion unvollständiger computertomographischer Datensätze werden zur Ermittlung der Vorteile des neuen Directt-Algorithmus gegenüber der konventionellen gefilterten Rückprojektion durchgeführt, insbesondere auch zur Vermeidung experimentell begründeter Unwägbarkeiten. Ein entsprechender Bedarf entsteht seitens erweiterter Forschungsaktivitäten und industrieller Bedürfnisse, wo die Rekonstruktion limitierter Messdatensätze von Artefakten dominiert wird. Die bekanntesten Einschränkungen betreffen das Limited-View- und Few-Angles-Problem sowie die ROI-Situation, die jeweils unabhängig voneinander untersucht werden, in der Anwendung jedoch zumeist undefiniert vermischt sind, wie etwa in der Elektronen-Tomografie. Die hochauflösende Rekonstruktion von Einzelpixeln wird durch die Wahl eines kleinen Modells von nur 1012 Pixeln visualisiert und ist ohne Filterung möglich. Rekonstruktionen von 90°-Sektoren oder 50 % -ROI-Querschnitten sind fast ohne Auflösungseinschränkungen realisierbar. Die bisher nicht bekannte Möglichkeit, auch außerhalb der ROI präzise zu rekonstruieren, wurde als "Extended ROI"-Methode erfolgreich erprobt. KW - Computed tomography KW - Reconstruction algorithm KW - Filtering KW - Limited view KW - Region of interest PY - 2010 SN - 0025-5300 VL - 52 IS - 10 SP - 668 EP - 675 PB - Hanser CY - München AN - OPUS4-22068 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Lange, Axel A1 - Kupsch, Andreas A1 - Hentschel, Manfred P. A1 - Müller, Bernd R. T1 - DIRECTT-Rekonstruktionen im Vergleich zur gefilterten Rückprojektion N2 - Anhand von computertomografischen Messungen und Modellrechnungen werden DIRECTT-Rekonstruktionen im Vergleich mit gefilterten Rückprojektionen bewertet. Dazu wird die Rekonstruktionsqualität mittels einer zirkular erweiterten Modulations-Transfer-Funktion (MTF) und mit integralen Kenngrößen im Radon- und im Ortsraum verglichen. Zur Überprüfung der Rekonstruktionsgenauigkeit experimenteller Daten werden Mustermessungen einfacher Probengeometrien unter definierten physikalischen Bedingungen durchgeführt. Diese beinhalten die Monochromasie, die Unterdrückung von Kantenartefakten und die radiometrische Intensitätsbestimmung. Für die Qualität der Rekonstruktionen mittels DIRECTT erweisen sich sowohl unterschiedliche Rekonstruktionsfilter als auch der Verzicht auf jede Filterung als unerheblich, im Gegensatz zur gefilterten Rückprojektion. KW - Computertomografie KW - Gefilterte Rückprojektion KW - Rekonstruktionsalgorithmen KW - Iterative Rekonstruktion KW - DIRECTT KW - Konvergenz KW - Modulations-Transfer-Funktion (MTF) PY - 2014 UR - http://www.hanser-elibrary.com/doi/pdf/10.3139/120.110610 SN - 0025-5300 VL - 56 IS - 9 SP - 709 EP - 715 PB - Hanser CY - München AN - OPUS4-31378 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kupsch, Andreas A1 - Lange, Axel A1 - Schors, Jörg A1 - Müller, Bernd R. A1 - Harwardt, Michael T1 - Vom Synchrotron ins Labor - Konversion von Einkristall-Techniken für Röntgenröhren KW - Einkristall KW - Röntgenbeugung KW - Synchrotron KW - Divergenz PY - 2008 SN - 0025-5300 VL - 50 IS - 10 SP - 580 EP - 587 PB - Hanser CY - München AN - OPUS4-18248 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schors, Jörg A1 - Hentschel, Manfred P. A1 - Harbich, Karl-Wolfram A1 - Lange, Axel A1 - Müller, Bernd R. T1 - Röntgen-Topographie mit Klein- und Weitwinkel-Streuung und Röntgenrefraktions-Computertomographie KW - Röntgen-Streuung KW - Materialcharakterisierung KW - Komposite KW - Keramik KW - Risse KW - Computertomographie PY - 2003 SN - 0948-5112 IS - 86 SP - 11 Seiten PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung CY - Berlin AN - OPUS4-2652 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Rack, A. A1 - Zabler, S. A1 - Müller, Bernd R. A1 - Riesemeier, Heinrich A1 - Weidemann, Gerd A1 - Lange, Axel A1 - Goebbels, Jürgen A1 - Hentschel, Manfred P. A1 - Görner, Wolf T1 - High resolution synchrotron-based radiography and tomography using hard X-rays at the BAMline (BESSY II) N2 - The use of high brilliance and partial coherent synchrotron light for radiography and computed tomography (CT) allows to image micro-structured, multi-component specimens with different contrast modes and resolutions up to submicrometer range. This is of high interest for materials research, life science and non-destructive evaluation applications. An imaging setup for microtomography and radiography installed at BESSY II (a third generation synchrotron light source located in Berlin, Germany) as part of its first hard X-ray beamline (BAMline) can now be used for absorption, refraction as well as phase contrast — dedicated to inhouse research and applications by external users. Monochromatic synchrotron light between 6 keV and 80 keV is attained via a fully automated double multilayer monochromator. For imaging applications the synchrotron beam transmitted by the sample is converted with a scintillator into visible light. By use of microscope optics this luminescence image is then projected onto, e.g., a CCD chip. Several scintillating materials are used in order to optimise the performance of the detector system. Different optical systems are available for imaging ranging from a larger field of view and moderate resolutions (macroscope — up to 14 mm x 14 mm field of view) to high resolution (microscope — down to 0.35 μm pixel size), offering magnifications from 1.8× to 40×. Additionally asymmetric cut Bragg crystals in front of the scintillator can be used for a further magnification in one dimension by a factor of about 20. Slow and fast cameras are available, with up to 16 bit dynamic range. We show the suitability of the setup for numerous applications from materials research and life science. KW - Microtomography KW - Non-destructive evaluation KW - Synchrotron instrumentation KW - Coherent imaging KW - X-ray refraction KW - Phase contrast KW - Holotomography KW - Synchrotron-CT KW - Scintillator KW - Bragg magnification PY - 2008 DO - https://doi.org/10.1016/j.nima.2007.11.020 SN - 0168-9002 SN - 0167-5087 VL - 586 IS - 2 SP - 327 EP - 344 PB - North-Holland CY - Amsterdam AN - OPUS4-17738 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Müller, Bernd R. A1 - Lange, Axel A1 - Harwardt, Michael T1 - Synchrotron-Refraktions-Computertomografie - eine neue Methode zur Erkennung von Grenzflächen N2 - Röntgenstrahlung eignet sich besonders gut zur zerstörungsfreien Charakterisierung von Werkstoffen. Mit ihrer Hilfe lassen sich z. B. Risse und Poren in Werkstoffen erkennen. Die Risserkennbarkeit ist jedoch von der Rissgröße im Vergleich zum Auflösungsvermögen des Detektors abhängig. Risse, Poren oder Einschlüsse können in Radiogrammen nur dann erkannt werden, wenn sie größer sind als das Detektorelement, das die Röntgenstrahlen registriert. Das hier vorgestellte neuartige Synchrotron-Refraktions-Computertomografie-Verfahren ist jedoch in der Lage, auch Risse zu erkennen, deren Größe weit unterhalb des Auflösungsvermögens des Detektors liegt. Das Verfahren basiert auf dem bisher wenig genutzten Phänomen der Kleinwinkelstreuung durch Brechung von Röntgenstrahlen an den inneren Grenzflächen mikroskopisch strukturierter Objekte. Durch den Vergleich zwischen absorptionsbasierter und refraktionsbasierter Computertomografie-Untersuchungen mit Synchrotronstrahlung an einer geschädigten Faserverbundprobe wird das Potenzial der Synchrotron-Refraktions-Computertomografie demonstriert. KW - Synchrotronstrahlung KW - Refraktion KW - Diffraktion KW - Kleinwinkelstreuung KW - Materialcharakterisierung KW - Zerstörungsfrei PY - 2008 SN - 0025-5300 VL - 50 IS - 10 SP - 588 EP - 594 PB - Hanser CY - München AN - OPUS4-18657 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Müller, Bernd R. A1 - Lange, Axel A1 - Hentschel, Manfred P. A1 - Kupsch, Andreas T1 - A comfortable procedure for correcting X-ray detector backlight N2 - A novel approach is suggested to strongly suppress artifacts in radiography and computed tomography caused by the effect of diffuse background signals 'backlighting' of 2D X-ray detectors. Depending on the detector geometry the mechanism may be different. Either based on the optical scattering of the fluorescent screen materials into the optical detection devices or Compton or X-ray fluorescence scattering by the detector components. Consequently, these erroneous intensity portions result in locally different violations of Lambert Beer's law in single projections (radiographs) as a function of the detector area coverage and the magnitude of the attenuation. The absorption of multiple metal sheets is investigated by monochromatic synchrotron radiation, thus excluding beam hardening. The proposed correction procedure simply requires the individual subtraction of one and the same fraction of the primary and transmitted mean intensity, as a constant (non-local) scattering mechanism is assumed. KW - X-ray detector backlighting KW - Radiography KW - Fluorescent screen KW - Diffuse background KW - Computed tomography PY - 2013 DO - https://doi.org/10.1088/1742-6596/425/19/192015 SN - 1742-6588 SN - 1742-6596 VL - 425 IS - 19 SP - 192015-1 EP - 192015-4 PB - IOP Publ. CY - Bristol, UK AN - OPUS4-28262 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Müller, Bernd R. A1 - Léonard, Fabien A1 - Lange, Axel A1 - Kupsch, Andreas A1 - Bruno, Giovanni T1 - X-ray refraction techniques for fast, high-resolution microstructure characterization and non-destructive testing of lightweight composites N2 - X-ray refraction is based on optical deflection of X-rays, similar to the well-known small angle X-ray scattering, but hundreds of times more intense, thus enabling shorter measurement time. We show that X-ray refraction techniques are suitable for the detection of pores, cracks, and in general defects. Indeed, the deflected X-ray intensity is directly proportional to the internal specific surface (i.e., surface per unit volume) of the objects. Although single defects cannot be imaged, the presence of populations of those defects can be detected even if the defects have sizes in the nanometer range.We present several applications of X-ray refraction techniques to composite materials:- To visualize macro and microcracks in Ti-SiC metal matrix composites (MMC);- To correlate fatigue damage (fibre de-bonding) of carbon fibre reinforced plastics (CFRP) to X-ray refraction intensity;- To quantify the impact damage by spatially resolved single fibre de-bonding fraction as a function of impact energy in CFRP laminates.An example of classic high-resolution computer tomography of an impact-damaged CFRP will also be presented, as a benchmark to the present state-of-the-art imaging capabilities. It will be shown that while (absorption) tomography can well visualize and quantify delamination, X-ray refraction techniques directly yield (spatially resolved) quantitative information about fibre de-bonding, inaccessible to absorption tomography. KW - X-ray KW - Synchrotron radiation KW - Refraction KW - Metal matrix composites KW - Delamination KW - Fiber de-bonding PY - 2015 DO - https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.825-826.814 SN - 0255-5476 VL - 825-826 SP - 814 EP - 821 PB - Trans Tech Publications CY - Aedermannsdorf, Switzerland AN - OPUS4-33265 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -